來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2024-08-11 11:51:59
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神奇的激光雕刻
劉玉柱
、2022北京冬奧會開幕式驚艷了世界:舞臺中央緩緩升起的冰立方由24道激光雕刻出“冰雪五環(huán)”高懸于空,在光與影的交織下,格外耀眼。
、谄鋵崳“激光雕刻”一詞,在生活中并不少見。那么,到底什么是激光?激光雕刻利用的是什么原理呢?
、“激光”似乎成為當下最時髦的科技名詞之一。事實上,激光本來不叫“激光”,而是“鐳射”,意思是“輻射的受激發(fā)射光放大”。1964年按照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森的建議改稱“激光”。對于激光光源,它的發(fā)光機制為“受激輻射”。在激光器中,我們先給大量的原子提供能量,讓它們的電子處在激發(fā)態(tài),然后用特定頻率的光子去激發(fā)這些原子,就可以釋放出大量跟入射光子頻率、相位完全相同的光子。這些“一模一樣”的光子疊加之后,就形成了高能量的激光。
、苣敲,激光相比于普通光源,又有哪些優(yōu)點呢?第一,激光擁有良好的方向性。與普通光源“發(fā)散”的光線不同,激光更像是一條細細的直線。第二,激光的單色性好。計量工作的標準光源、激光通信等都離不開激光良好的單色性。第三,激光的亮度高。它的能量高度集中,能在極小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度,激光切割、激光雕刻、激光武器、激光誘導(dǎo)擊穿光譜等都是利用了它高亮度的特性。
、菁す獾窨痰姆绞脚c普通雕刻大同小異,只是激光雕刻是將激光當作一把“雕刻刀”。在雕刻時,激光會直接照在加工件上,使材料的溫度瞬間增加至極高。這樣的高溫會使得激光照射點處極小范圍內(nèi)的材料瞬間熔化甚至汽化,這樣便能在加工件上“雕刻”下痕跡。
、薮送猓诖蠖鄶(shù)的激光雕刻機上還增加了一個“吹氣”裝置,在雕刻過程中,不斷向激光照射點處噴射氣體。噴射的氣體不僅可以帶走雕刻產(chǎn)生的粉塵和廢渣,而且可以起到降溫的作用,從而減輕木制品、皮革制品、布藝制品等材料雕刻時由于高溫產(chǎn)生的表面碳化,讓材料保持原色,實現(xiàn)出色的雕刻效果。
、呒す鈶{借亮度高和方向性好的優(yōu)點,確保了激光“雕刻刀”又快又準。激光雕刻時,優(yōu)點就是強大的激光能量可以瞬間在樣品表面留下刻痕,因此激光頭的移動可以非常迅速。例如,在工藝品上刻下奧運五環(huán)的圖樣,僅僅只需要幾秒。同時,方向性好的優(yōu)點使得雕刻所用的激光束極其纖細,聚焦后在加工件表面只會留下極小的刻痕,配上高精度的機械引導(dǎo)裝置,任何細微復(fù)雜的圖案都能夠被精準雕刻。
、嘀档靡惶岬氖,隨著激光雕刻技術(shù)的發(fā)展,激光內(nèi)雕也逐漸流行。與常見的激光外雕方式不同,激光內(nèi)雕是用特殊的機器,將激光束配合多種光學(xué)元件,從不同角度射入透明的物體,在內(nèi)部完成雕刻,形成栩栩如生的立體圖案。常見的水晶雕刻工藝品都是利用了這種技術(shù)。
⑨事實上,激光雕刻的應(yīng)用領(lǐng)域多達上百個,竹木制品、塑料制品、金屬制品、玻璃制品等都可以利用激光進行雕刻。
、饧す獾窨碳夹g(shù)的發(fā)展為我們的生活帶來了極大的便利,這把又快又準的“雕刻刀”也為我們勾勒出一個更美的世界。讓我們一起為科學(xué)發(fā)展和中國“智造”點贊!
(選文有刪改)
、“學(xué)則須疑”。有同學(xué)讀完本文后提出質(zhì)疑:選文標題是“神奇的激光雕刻”,文章開頭卻從北京冬奧會開幕式談起,有何用意?請你回答。
2⑵第③段劃線句中的加點詞“似乎”能否替換成“已經(jīng)”,為什么?
“激光”似乎成為當下最時髦的科技名詞之一。
⑶下列對選文的理解和分析,不正確的一項是( )
A.相比于普通光源,激光具有很多的優(yōu)點:良好的方向性、單色性好、亮度高。
B.第⑧段運用了分類別的說明方法,突出說明了內(nèi)部雕刻的具體過程和特點。
C.第⑨段運用了列數(shù)字、舉例子的說明方法,說明了激光雕刻應(yīng)用領(lǐng)域廣泛這一事實。
D.“激光雕刻”在生活中并不少見,激光雕刻技術(shù)的發(fā)展將為我們的生活帶來很大的便利。
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